外墻保溫材料防火措施在建筑中的應(yīng)用

姚俊超

外墻保溫是建筑工程的重要組成部分，可減少建筑內(nèi)部熱量散失，提升建筑的節(jié)能環(huán)保性。目前，建筑外墻保溫材料日趨多樣化，而部分材料受多因素影響引發(fā)火災(zāi)。建筑外墻保溫材料火災(zāi)蔓延迅速，導(dǎo)致建筑立體式燃燒，并可產(chǎn)生大量有毒有害氣體，嚴(yán)重危及內(nèi)部人員人身及財產(chǎn)安全，因此需采取防火措施，以降低火災(zāi)發(fā)生率。

1 建筑外墻保溫材料的分類

建筑外墻保溫材料的主要作用包括裝飾、節(jié)能、隔熱以及保溫，其主要類型如下。

第一，有機(jī)保溫材料。擠塑聚苯乙烯泡沫、膨脹聚苯乙烯泡沫、聚氨酯泡沫均為有機(jī)保溫材料，此類材料均為易燃材料，火災(zāi)發(fā)生風(fēng)險較高。第二，無機(jī)保溫材料。玻璃棉、巖棉、膨脹?；⒅楸厣皾{等均為無機(jī)保溫材料，此類材料火災(zāi)發(fā)生風(fēng)險較低，施工難度偏大，可產(chǎn)生粉塵等物質(zhì)，極易造成空氣污染，并可滋生細(xì)菌，嚴(yán)重威脅人體健康[1]。第三，復(fù)合保溫材料。膠粉聚苯顆粒保溫砂漿為典型的復(fù)合保溫材料，此類材料不易燃，燃燒后煙氣生成量及有毒氣體生成量較低，無滴落物，不易熔融，可提升建筑的防火安全性。

目前，建筑外墻保溫體系中，聚氨酯泡沫薄抹灰外保溫系統(tǒng)、膨脹聚苯乙烯泡沫板薄抹灰外保溫系統(tǒng)以及膠粉聚苯乙烯泡沫（Expanded Polystyrene，EPS）顆粒保溫漿料外保溫系統(tǒng)等應(yīng)用廣泛，并取得良好的效果，其中膨脹聚苯乙烯泡沫板薄抹灰外保溫系統(tǒng)在我國節(jié)能建筑中的應(yīng)用比例超過90%[2]。聚氨酯泡沫屬于性能優(yōu)良的保溫隔熱材料，其導(dǎo)熱性能較低，保溫效果與混凝土、巖棉、膨脹聚苯乙烯泡沫等近似，質(zhì)量好，但易燃、易老化，燃燒后生成的煙霧量較大，具有較強(qiáng)的毒性，且使用年限短、承重性能不佳。因此，需結(jié)合建筑實(shí)際情況合理選用各類外墻保溫材料。

2 建筑外墻保溫材料火災(zāi)的危害性

建筑外墻保溫材料火災(zāi)的危害性主要包括以下幾方面。第一，建筑外墻保溫材料發(fā)生火災(zāi)后可產(chǎn)生大量有毒氣體，導(dǎo)致內(nèi)部人員逃生難度增加。第二，建筑外墻保溫材料受熱后可產(chǎn)生熱熔及形變，導(dǎo)致部分建筑網(wǎng)格布折斷，使瓷磚脫落，對救援人員及逃生人員造成傷害。第三，發(fā)生火災(zāi)后，建筑外墻保溫材料表面砂漿龜裂、脫落，導(dǎo)致火勢迅速蔓延，火災(zāi)撲救難度顯著增加。第四，外墻著火后，室內(nèi)設(shè)置的各類消防設(shè)施無法有效覆蓋建筑外墻，無法及時有效地控制火災(zāi)[3]。

3 外墻保溫材料防火措施在建筑中的應(yīng)用

3.1 準(zhǔn)確評定建筑耐火等級與保溫材料燃燒性能等級

開展建筑外墻保溫材料防火過程中，需準(zhǔn)確評定建筑的耐火等級及不同外墻保溫材料的燃燒性能等級，以確保建筑整體的消防安全。建筑耐火等級與建筑高度、建筑規(guī)模以及建筑使用性質(zhì)等相關(guān)，如建筑火災(zāi)發(fā)生風(fēng)險偏高，發(fā)生火災(zāi)后可導(dǎo)致大量人員傷亡，引發(fā)嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，需評估為高耐火等級。目前，我國建筑耐火等級共包括4 級，其中高層建筑及重點(diǎn)公共建筑耐火等級均不低于二級。

同時，在外墻保溫材料防火過程中，需準(zhǔn)確評估其燃燒性能等級。外墻保溫材料燃燒性能等級評估過程中，需綜合考慮可燃性、不燃性、燃燒熱、發(fā)煙量及煙氣毒性等，通過試驗(yàn)確定最終結(jié)果[5]。

在《建筑材料及制品燃燒性能分級》（GB 8624-2012）標(biāo)準(zhǔn)中，建筑外墻保溫材料燃燒性能主要包括7 個等級，其中A1 級、A2 級為不燃性建筑材料，可依據(jù)建筑防火要求選擇對應(yīng)等級的外墻保溫材料。依據(jù)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)要求，一至三級耐火等級的建筑物非承重外墻需選擇不燃性外墻保溫材料，四級耐火等級建筑物非承重墻可采用難燃性外墻保溫材料，且需滿足消防安全要求。高層建筑及主要公共建筑物耐火等級均高于三級，需采用不燃性外墻保溫材料，有機(jī)外墻保溫材料無法滿足要求，因此需選擇無機(jī)保溫材料，提高建筑消防的安全性[6]。

3.2 合理選擇外墻保溫材料

目前，我國建筑外墻保溫材料多為有機(jī)材料，如發(fā)泡橡膠、聚氨酯、聚苯乙烯等，此類材料的耐熱性不佳，極易燃燒，燃燒后火勢迅速蔓延，并產(chǎn)生有毒煙氣。部分有機(jī)外墻保溫材料燃燒后可熔縮，并形成大量燃燒滴落物，導(dǎo)致瓷磚脫落等問題，進(jìn)而引發(fā)二次傷害及二次火災(zāi)，破壞建筑主體結(jié)構(gòu)。高層建筑及公共建筑中應(yīng)選用無機(jī)外墻保溫材料，如玻璃棉、巖棉、膨脹玻化微珠保溫漿等。玻璃棉與巖棉的價格偏高，相關(guān)技術(shù)尚不成熟，不適合大面積推廣。

膨脹?；⒅楸貪{具有良好的防火性能，價格低廉，具有較高的推廣應(yīng)用價值。另外，也可選用復(fù)合外墻保溫材料，如膠粉聚苯顆粒保溫裝飾板等，此類材料的防火性能優(yōu)于有機(jī)外墻保溫材料，但在應(yīng)用前需進(jìn)行質(zhì)量檢驗(yàn)，檢測其內(nèi)部有機(jī)材料的含量，確認(rèn)檢驗(yàn)結(jié)果符合標(biāo)準(zhǔn)后方可使用[7]。

3.3 合理設(shè)置防火構(gòu)造

針對已使用可燃物質(zhì)作為保溫層的建筑物，需采用不燃材料豎向及水平方向分隔保溫層，并在窗口、門洞、外墻轉(zhuǎn)角等開口區(qū)域周邊設(shè)置不燃材料用以分隔，避免火災(zāi)大面積蔓延。建筑外墻需采用水泥砂漿等不燃材料覆蓋保溫層，以實(shí)現(xiàn)對火災(zāi)的有效預(yù)防。若建筑外墻為幕墻，則需在每層樓板、隔墻與幕墻間的縫隙區(qū)域設(shè)置防火材料，以達(dá)到良好的封堵效果。若建筑采用聚苯板薄抹灰系統(tǒng)，則需設(shè)置擋火梁或防火隔離帶等具有良好防火性能的構(gòu)造物，確保建筑消防安全。目前，廣泛應(yīng)用的防火構(gòu)造主要包括無空腔構(gòu)造、防火隔斷、防火保護(hù)面層等，施工人員可結(jié)合實(shí)際情況合理選擇。

第一，無空腔構(gòu)造。如果建筑基層墻體與有機(jī)保溫板間存在空腔，會導(dǎo)致火勢及煙氣迅速蔓延，因此可采用無空腔構(gòu)造。保溫板施工過程中，需盡量避免采用點(diǎn)粘法，可采用滿粘法，且避免采用“保溫板+空氣間層+幕墻”的構(gòu)造形式。

第二，防火隔斷。防火隔斷即防火分倉構(gòu)造或防火隔離條帶構(gòu)造，可有效控制火焰蔓延，避免外墻保溫系統(tǒng)整體燃燒。在設(shè)置防火隔斷的過程中，可采用玻化微珠保溫漿、礦棉等不燃材料，且需在水平方向與垂直方向設(shè)置防火隔斷，也可在伸縮縫、窗臺等區(qū)域設(shè)置混凝土板防火條帶，達(dá)到良好的防火效果。同時，施工人員需結(jié)合保溫材料的燃燒性能、建筑的重要性等確定防火隔斷的尺寸，使其與建筑內(nèi)部的防火要求協(xié)調(diào)一致。

第三，防火保護(hù)面層。防火保護(hù)面層的主要作用是減少火災(zāi)侵襲外墻保溫材料的總面積，確保建筑消防安全。常用的外墻保溫防火保護(hù)面層材料為水泥砂漿，但普通水泥砂漿在發(fā)生火災(zāi)后易開裂，因此需選擇耐火性能良好的防護(hù)砂漿，如巖棉、?；⒅楸貪{料等。施工人員應(yīng)用防火保護(hù)面層材料前需進(jìn)行試驗(yàn)，確保其符合防火要求后才能使用，且在使用過程中需適當(dāng)增加防火保護(hù)面層材料的厚度，以提高防火效果[8]。

3.4 加強(qiáng)施工現(xiàn)場監(jiān)督管理

為避免施工因素導(dǎo)致的外墻保溫材料火災(zāi)，需加強(qiáng)施工現(xiàn)場監(jiān)督管理。建筑施工單位需依據(jù)消防安全條例及保溫工程施工相關(guān)規(guī)范要求制定完善的消防安全管理制度，并對施工各環(huán)節(jié)嚴(yán)格監(jiān)督管理，以確保消防安全。具體開展施工現(xiàn)場監(jiān)督管理過程中，需要把握以下要點(diǎn)。

第一，外墻保溫材料進(jìn)場后應(yīng)遠(yuǎn)離火源，盡量避免露天存放，并在材料周邊采取有效的防火措施。第二，電焊施工過程中，需利用防火毯保護(hù)周邊區(qū)域，電焊等施工操作結(jié)束后方可鋪設(shè)外墻保溫材料。可燃外墻保溫材料表面需涂抹水泥砂漿等不燃材料，預(yù)防火災(zāi)發(fā)生[9]。第三，施工人員不得在保溫材料表面實(shí)施熱粘結(jié)、熱熔等操作，避免材引發(fā)料燃燒。第四，施工現(xiàn)場需配備消防水池、消防水泵以及滅火器等設(shè)施，以確?；馂?zāi)得到及時有效的控制。第五，當(dāng)施工現(xiàn)場動用明火作業(yè)時，施工管理部門需進(jìn)行嚴(yán)格審批，安排專人負(fù)責(zé)現(xiàn)場管理，確認(rèn)無爆炸及火災(zāi)風(fēng)險后方可施工。明火施工人員應(yīng)嚴(yán)格落實(shí)消防安全管理制度，氣焊、電焊、電工均需持證上崗[10]。

3.5 制定外墻保溫材料防火規(guī)范

為確保建筑外墻保溫材料的消防安全，相關(guān)部門需制定完善的防火規(guī)范，要求建筑工程施工過程中重點(diǎn)考慮外墻保溫材料的防火安全性，明確外墻保溫材料的構(gòu)造、燃燒性能、適用范圍等要求?，F(xiàn)階段，我國尚無完善的外墻保溫材料防火規(guī)范，相關(guān)規(guī)定僅對外墻保溫材料的燃燒性能作出要求，為此需加快立法進(jìn)度，借鑒發(fā)達(dá)國家經(jīng)驗(yàn)，不斷完善相關(guān)法律法規(guī)，以確保建筑外墻保溫材料的消防安全，促進(jìn)我國建筑行業(yè)的穩(wěn)定健康發(fā)展[11]。

3.6 加強(qiáng)消防安全管理

建筑施工單位需提高對消防安全管理的重視程度，定期組織開展消防安全檢查，及時處理施工現(xiàn)場外墻保溫材料亂堆亂放、用電用水不規(guī)范等問題。同時，施工單位需制定完善的消防安全管理制度，明確消防安全負(fù)責(zé)人，制定外墻保溫材料火災(zāi)應(yīng)急處置機(jī)制，明確用電用火操作規(guī)范，并設(shè)置消防安全警示標(biāo)志。另外，施工單位需定期對施工人員進(jìn)行消防安全培訓(xùn)教育，安排專業(yè)人員講解消防安全知識，使其充分認(rèn)識外墻保溫材料火災(zāi)的危害性，了解用火用電知識，有效避免外墻保溫材料火災(zāi)事故。

消防部門需加強(qiáng)消防安全管理，定期深入施工現(xiàn)場進(jìn)行消防安全監(jiān)督檢查，重點(diǎn)檢查施工人員生活區(qū)、外墻保溫材料存放區(qū)域、明火作業(yè)區(qū)以及易燃物品堆放區(qū)的消防安全情況，并檢查臨時用電區(qū)域是否配備防觸電、防水、防火設(shè)施，檢查施工現(xiàn)場消防設(shè)施配備與使用情況以及外墻保溫材料安全網(wǎng)防火措施等，及時指出外墻保溫材料消防安全管理中存在的問題，并要求施工單位限期整改。若施工單位消防安全管理不到位，消防安全隱患整改不到位，則需采取相應(yīng)的處罰措施，以確保消防安全。

4 建筑外墻保溫材料防火措施實(shí)例分析

4.1 工程概況

某住宅小區(qū)總建筑面積12 萬m2，可容納約800 戶住戶，綠化率為40%，容積率為1.98，小區(qū)建筑為小高層、多層，戶型包括躍層、錯層、平層等。該小區(qū)1號樓地下1 層，地上18 層，填充墻為砌塊墻，外墻保溫材料為硬泡聚氨酯。該材料的主要特點(diǎn)是保溫效果良好，重量輕，厚度小，無需采用掛件固定。

4.2 外墻保溫材料燃燒性能分析

該工程使用的外墻保溫材料包括硬泡聚氨酯、界面砂漿、聚合物砂漿、界面處理劑、耐堿玻纖網(wǎng)格布、抗裂砂漿、石英砂以及水泥砂漿，其中硬泡聚氨酯的保溫隔熱性能良好，重量較輕，防水性能良好，施工操作簡便。該工程中采用的硬泡聚氨酯生產(chǎn)過程中運(yùn)用阻燃技術(shù)，材料離開火源后2 s 內(nèi)可自熄，表面產(chǎn)生碳化，無熔滴，阻燃效果良好。

經(jīng)過試驗(yàn)測試證實(shí)，硬泡聚氨酯受熱后表面可產(chǎn)生保護(hù)層，可以有效阻斷熱傳導(dǎo)，使材料燃燒與降解速度顯著降低，并可實(shí)現(xiàn)良好的抑煙效果。另外，該工程施工過程中采用現(xiàn)場噴涂硬泡聚氨酯工藝，可降低孔隙率，有助于降低火災(zāi)發(fā)生率。

4.3 建筑外墻保溫材料防火措施

硬泡聚氨酯主要由聚合物砂漿保護(hù)層和現(xiàn)噴發(fā)泡聚氨酯組成，二者可形成無空腔的保溫層結(jié)構(gòu)，達(dá)到良好的保溫、防水、抗裂效果。施工過程中，施工人員需優(yōu)先檢驗(yàn)基層墻體質(zhì)量與平整度，確認(rèn)符合標(biāo)準(zhǔn)要求后在施工現(xiàn)場設(shè)置保護(hù)措施，噴涂硬泡聚氨酯保溫漿料。

完成上述施工操作后需驗(yàn)收保溫層，涂抹聚合物砂漿，抹壓網(wǎng)格布，然后驗(yàn)收聚合物防護(hù)層，確認(rèn)質(zhì)量符合標(biāo)準(zhǔn)要求后刮耐水膩?zhàn)?，再進(jìn)行面層裝飾層施工及質(zhì)量驗(yàn)收。施工過程中，施工單位應(yīng)加強(qiáng)施工現(xiàn)場消防安全管理，設(shè)置消防安全警示標(biāo)識，嚴(yán)格審批施工現(xiàn)場的明火使用，規(guī)范用電管理，而且電焊施工區(qū)域應(yīng)遠(yuǎn)離外墻保溫材料，以避免火災(zāi)的發(fā)生。

5 結(jié)語

建筑外墻保溫材料燃燒后火勢蔓延迅速，可產(chǎn)生大量有毒有害氣體，撲救難度較大，對建筑內(nèi)部人員生命安全構(gòu)成嚴(yán)重威脅。因此，需準(zhǔn)確評定建筑耐火等級及保溫材料燃燒性能等級，合理選擇外墻保溫材料，合理設(shè)置防火構(gòu)造物，提升建筑外墻保溫材料防火性能，加強(qiáng)施工現(xiàn)場管理及消防安全管理，實(shí)現(xiàn)對火災(zāi)的有效預(yù)防。